Орындаған: Абдибекова Азиза, Мамед Асел
Тобы: ХТ-20-5к1
Қабылдаған: Айткулова Р.Э
Мұхтар Әуезов атындағы оңтүстік
Қазақстан университеті
Ауаны залалсыздандыру және тазарту Атмосфераның ластануы — әр түрлі газдардың, қатты және сұйық заттардыңнемесе табиғи булар мен қалдықтардың ұсақ түйіршіктерінің ауаға тектес заттар атмосфераға шығарылатын қосылуы. Бұлардың ішінде газ ластағыштардың шамамен 90%-ін құрайды. Көп тараған атмосфера ластағыштарына күкіртті газ (SO2), азот оксидтері (NO2) , кеміртек оксидтері (иіс газы СО), хлор, формальдегид (НСНО), фенол-бенз(а)пирен, шаң-тозаң жатады.
Қазіргі кезде, өндіріс орындары атмосфераға өте көп мөлшерде шаң-тозаңдар мен әртүрлі зиянды қоспаларды шығарылады. Қоршаған ортаны улауда зияны мол бұл газдың көпшілігі, жылу электр станцияларынан және түсті металлургия өндірістерінен бөлінеді.
Атмосфераның ластаушылары:
Ауада қалқымалы заттар болған жағдайда бинарлы (екі фазалық) дисперстік жүйе түзіледі, оны аэрозольдер деп атайды. Олар үш класқа бөлінеді: шаңдар, түтіндер және тұман.
Аэрозольдердің жіктелуі
Шаңдар мөлшері 5-100 мкм болып келетін қалқымалы қатты заттардың полидисперсті жүйесі.
Түтіндер – жану немесе буға айналу (возгонка) кезінде түзілетін аэрозольдер. Электрлік пештер, электрлік дәнекерлік аумақтардың тастандыларының құрамында болады, бөлшектерінің мөлшері 0,1-5 мкм құрайды.
Тұмандар – құрамында қатты бөлшектері бар газтәріздес ортада дисперстелген сұйық тамшылардан тұрады.
Ерекше орын алатындары отын жағу өнімдері: ыс (күйе) және күл.
Ауаны тазалау тәсілінің қайсыбірі, қолданылатыны құрамындағы қоспа концентрациясына, газ мөлшері температурасына, тазалану дәрежесіне тікелей байланысты. Ауаны тазарту — физикалық-химиялық әдістердің көмегімен ауаны бөгде зиянды қоспалардан арылтып, оны табиғи қалыпты жағдайға жеткізу.
Қазіргі кезде ауадағы зиянды заттарды ұстайтын және анықтау жөнінде негізгі 5 түрлі әдіс белгілі. Олар:
құрғақ тазалау әдістері;
ылғалды тазалау әдістері;
электр сүзгімен;
физика-химиялық;
термиялық.
Құрғақ шаң тазалау әдістері циклонды (дауылды, боранды), ротациялық (шиыршық тәрізді), вихрлі (құйын тәрізді жел арқылы), радиалды (тарамдалған), жалюзийлы болып бөлінеді.
Циклонды газ ұстағыштарда ластанған ауа құбырша арқылы өтіп, желдің күшімен 180 град-қа бұрылып, айналып, циклонның ішкі қабырғаларына ұрынып, біртіндеп шаң-тозан жиналатын бункерге түседіде, шаңнан арылған ауа циклоннан сыртқа шығып кетеді. Қазір цилиндр тәрізді ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-221 және конус тәрізді ЦК-34, ЦК-ЦН-34м, СДК-СН -33 циклонды газ ұстағыштар қолданылады. Конус тәрізді циклондар цилиндір тәрізділерден тек сыртқы пішінімен өзгешеленеді, ал жұмыс істеу принципі бірдей болады. Ротациялық (шиыршық тәрізді) жинақы, желдеткіштері мен тозаң ұстағыштары бірге орналасқан бағыты бойынша ерекшеленеді.
Ылғалды шаңұстaғыштарда қалқыма бөлшектер сұйық ерiтiндiлермен, көбiнесе сумен түйiстiру арқылы тұндырылады.
Ылғалды шаң тазалау әдістері бұлар көп тараған шаң-тозаң, өте ұсақтарын (0,3-1мкм) жақсы ұстайды, ыстық және жарылу қауіпі бар газдарды да тазалауға ынғайлы. Кемшілігі – газ жүретін жолға шаң-тозан тез жиналып қалады, сондықтан оларды тазалап отыру қажет. Су шығыны да көп болады. Ылғалды тозаң ұстау әдістері тамшығы немесе сұйық заттар бетіне тұндырып ұстау принципі бойынша жұмыс істейді. Оған инерциялық күшпен броуындық қозғалысы ықпал етеді. Оларға қазіргі кездегі кен қолданыстағы вентури скрубберлері, тозандатушы скрубберлер т.б.
Электр сүзгімен тазарту әдісі. Электрлiк тазалау әдiсi жоғары қуатты электр майданында газды иондандырып, зарядталған шаң бөлшектерiн электрсүзгiштердiң электродтарьнда тұндыруға негiзделген. Бұл қондырғылардың жұмыс принципі каронды электроттар шаң-тозан электр иондарын таратып, оларды тұндырма және каронды электроттар камераларында ұстау.
Физика-химиялық тазалау әдісі арқылы гидрометероллогия, кен байыту және өндірістерде, технология негізінде бағыт береді, яғни қоршаған ортаға шығарылған шығарындының шамасын анықтау бойынша. Қандай шығарынды болмасын өндірілген затқа байланысты келеді.
Химиялық әдіс бойынша газдардың басқа сұйық заттармен араласқанда еритін қасиеттеріне негізделген.
Сұйық заттарда қандай газдар қалай еритіні олардың температурасына, қасиетіне және парциалды қысымына байланысты болады. Ауадағы ластанған газдың қысымы сұйық заттың қысымынан артық болса онда газды көп ерітуге болады. Ластанған газдың құрамында бағалы заттар қалдықтары болса, оларды айырып алу үшін химиялық әдіспен тазалау өте пайдалы. Мысалы, осы әдіспен ластанған газдық шығарындыдан күкіртті көміртекті, азот қышқылдарын бөліп алуға болады.
Физика-химиялық процестердің өтуіне қарай химиялық әдіс 4 топқа бөлінеді:
қалдықтарды ерітетін заттармен жуу (абсорбция әдісі);
қалдықтардың ерітінділерін химиялық жолымен біріктіретін реактивтермен жуу (хемосорбция әдісі);
газ түріндегі шығардыларды қатты заттардың бойына сіңіру (адсорбция әдісі);
шығардыны каталитикалық түрмен сіңіру.
Биотехнологиялық технологияда және биосинтезде көмекші операциялар үшін мол мөлшерде сығылған ауа немесе инертті газ қажет болады. Ауаны дайындау жүйесі технологиялық белгісі бойынша төрт топқа бөлінеді:
1)аэробты культивирлеу кезінде ферментацияға ауаны дайындау және беру;
2) анаэробты культивирлеу кезінде культуралды сұйықтықтан газ тәрізді өнімді шығаруға арналған инертті газды дайындау және беру;
3) пневматикалық тасымалдағышта сусымалы өнімді тасмалдауда және микроорганизм суспензиясын бір аппараттан екінші аппаратқа айдау үшін тасымалдағышқа сығылған ауаны дайындау және беру;
4) технологиялық құрал-жабдықтың барлық түрлерінен шығарылатын газ қоспасын немесе ауаны тазарту;
Ферментерге берілетін ауа бірнеше функцияны орындайды:
1) микроорганизмдерді оттегімен қамтамасыз етуді;
2) газ тәрізді өнім алмасқанда шығаруды;
3) микроорганизмнен бөлінген жылуды шығаруды;
4) микроорганизм массасының суспензиясының біркелкі болуын құрауды;
5) массаны беру жылдамдығы мен сұйық ортаны араластыру жылдамдығын күшейтуді.Ауадағы микроорганизмнен тазартылған ауаны, сығылған ауаны алу күрделі технологиялық мақсатта арнайы жүйеде іске асырылады. Ауаны залалсыздандырудың және тазартудың принципиалды технологиялық сызба нұсқасы 10-суретте келтірілген.
1-алдын – ала тазарту фильтрі; 2-құбырлы компрессор;3-жылу алмастырғыш-салқындатқыш; 4-ылғал бөлгіш; 5-жылу алмастырғыш-қыздырғыш; 6-басты фильтр; 7- жеке фильтр.
Биотехнологиялық өндірістерде ауаны сығуда көбінесе құбырлы компрессор немесе поршенді компрессор қолданылады. Сығылған ауаны екінші сатыда оптимальды термодинамикалық жағдайда ұстауы қажет.Сығылған ауа 100-2000С– температураға дейін қыздырылады, сондықтан оны жылу алмастырғышта 3-тен 25-300С температураға дейін салқындатады. Сығылған ауаны салқындатқанда атмосферадағы ылғал ауа конденсирленіп 4 - ылғал бөлгіште бөлінеді.
Су бөлінгеннен кейін 5 - қыздырғыш – жылу алмастырғышта қыздырылады. Одан әрмен қарай ауа 6 - басты фильтрге келіп түседі, оның оптимальды ылғалдылығын және температурасын ұстап тұрады.
Осы фильтрде ауаны салқынмен залалсыздандырады. Микроорганизмнің жасушалары және шаңның бөлшектері бөлінеді. Үшінші сатыда 7- жеке фильтрде ауаны соңына дейін тазалау және залалсыздандыру іске асырылады.
Ауаны тазартуды бақылау үрдісі. Ауаны тазарту және залалсыздандыру жүйесінде бақылау және реттеу үрдісі үшін арнайы қондырғы орнатылады . Ауаның температурасы 3 тоңазытқыштан шыққанда, кіргенде бақыланады, 5 қыздырғаннан кейінгі ауаның ылғалдылығы мен температурасы анықталады. Автоматты бақылау және ауаның параметрлерін реттеу және жұмыс істеу принциптері келесідей, 6 басты фильтрге кіретін жерде температураның көрсеткішін тіркейтін аспап, ал арнайы реттегіш 5 қыздырғышта будың берілуін өзгертеді, олай болса ауаның температурасы регламент бойынша сәйкес келеді. Фильтрдің жұмыс істеуін бақылау тиімді, АЗ-3 және АЗ-5 түрлері шаңданған ауаның тазарғанын анализ жасап жазып отырады.Фильтрлеуші элементке будың қысымын төмендету үшін, фильтрге екі жағынан шығатын және кіретін ауа өткізгіш құбырға бу беріледі. 1200С температурада таза және құрғақ бу берілуі керек, қысымын тұрақты ұстап отыру керек.
1-алдын – ала тазарту фильтрі; 2-құбырлы компрессор;3-жылу алмастырғыш-салқындатқыш; 4-ылғал бөлгіш; 5-жылу алмастырғыш-қыздырғыш; 6-басты фильтр; 7- жеке фильтр.
Ауаны залалсыздандырудың және тазартудың технологиялық сызба нұсқасы